KR20080101516A

KR20080101516A - 홀로그램소자, 이를 구비하는 호환형 광픽업 및 이를채용한 광정보저장매체 시스템

Info

Publication number: KR20080101516A
Application number: KR1020070048729A
Authority: KR
Inventors: 배재철; 김태경; 박경태
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2008-11-21
Also published as: JP2010528399A; EP2149139B1; WO2008143395A1; TW200847153A; EP2149139A4; TWI362036B; US8089849B2; EP2149139A1; US20080285419A1; CN101681644A

Abstract

일주기 패턴의 단면 형상이 4단 계단 모양인 홀로그램이 형성되어 있으며, 이 4단 계단의 제1 내지 제4단의 너비 중 적어도 어느 하나를 나머지와 다른 폭으로 형성한 것을 특징으로 하는 홀로그램소자 및 이를 구비하는 호환형 광픽업 및 광정보저장매체 시스템이 개시되어 있다.

Description

홀로그램소자, 이를 구비하는 호환형 광픽업 및 이를 채용한 광정보저장매체 시스템{Hologram optical device and compatible optical pickup and optical information storage medium system employing the same}

도 1a 및 도 1b는 BD 및 HD DVD 적용시의 홀로그램소자(HOE)에서 회절된 광의 회절 차수별 광경로를 보여준다.

도 2a 및 도 2b는 BD DL의 L1층 및 L0층 재생시의 홀로그램소자(HOE)에서 회절된 광의 회절 차수별 광경로를 보여준다.

도 3은 본 발명에 따른 홀로그램소자를 적용한 호환형 광픽업의 일 실시예를 개략적으로 보여준다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램소자를 보여준다.

도 5는 도 4의 본 발명에 따른 홀로그램소자의 제1영역에 형성되는 홀로그램 패턴의 일 실시예의 확대 단면도이다.

도 6은 일반적인 회절소자(홀로그램소자)의 홀로그램 패턴을 보인 단면도이다.

도 7은 일본 공개특허 제1992-212730호에 개시된 종래의 홀로그램소자를 도 6의 홀로그램소자에 대응되도록 나타낸 것이다.

도 8은 Φ₂ 변화에 따른

,

및

변화량을 나타낸 것이다.

도 9는 Φ₂=54.05°일 때, Φ₁에 따른 0차, 1차, -1차, 2차, -2차 회절광의 효율 변화를 보여준다.

도 10은 η_{0 =} η₁인 조건에서 듀티 변화량에 따른 -1차 회절광, -2차 회절광 및 2차 회절광의 효율을 보여준다.

도 11은 η_{0 =} η₁인 조건에서 듀티 변화량에 따른

,

및

비를 나타낸 것이다.

도 12는 표 1의 결과를 얻는데 사용된 본 발명에 따른 홀로그램소자의 홀로그램 패턴의 예를 보여준다.

도 13은 본 발명에 따른 호환형 광픽업을 적용한 광정보저장매체 시스템의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1...정보저장매체 1a...BD

1b...HD DVD 11...광원

19...광검출기 20...홀로그램소자

21,23...제1 및 제2영역 22,24...홀로그램

1P...일주기 패턴 S1,S2,S3,S4...제1 내지 제4단

30...대물렌즈

본 발명은 홀로그램소자, 이를 구비하는 호환형 광픽업 및 이를 채용한 광정보저장매체 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동일 광원에서 출사된 광으로 두께가 서로 다른 복수 종류의 광정보저장매체를 기록 및/또는 재생하는데 적용할 수 있는 홀로그램소자, 이를 구비하는 호환형 광픽업 및 이를 채용한 광정보저장매체 시스템에 관한 것이다.

레이저광과 대물렌즈에 의해 집속된 광스폿을 이용하여 광정보저장매체인 광디스크에 임의의 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는 광정보저장매체 시스템에서, 기록용량은 집광되는 스폿의 크기에 의해 결정된다. 집광스폿의 크기는 사용하는 레이저광의 파장 λ와 대물렌즈의 개구수(NA, Numerical Aperture)에 의해 수학식 1과 같이 결정된다.

집광스폿 경 ∝ λ/NA

따라서, 광디스크의 고밀도화를 위해 광디스크에 맺히는 광스폿의 크기를 줄이기 위해서는, 청색 레이저와 같은 단파장 광원과 높은 개구수의 대물렌즈 채용이 필수적이다.

현재 파장 405nm 근방의 광원 및 NA 0.85인 대물렌즈를 사용하고, 두께(광입사면에서 정보저장면까지의 간격으로, 여기서는 보호층의 두께에 해당함)가 0.1mm인 광디스크를 사용하는 단면 용량 약 25GB의 블루레이 디스크(Blu-ray Disc:BD) 규격이 제안되어 있다. 또한, 사용 파장은 BD와 동일하면서 NA 0.65 대물렌즈 그리고 두께(광입사면에서 정보저장면까지의 간격으로, 여기서는 기판의 두께에 해당함)가 0.6mm인 광디스크를 사용하는 용량 약 15GB의 HD DVD(High Definition DVD) 규격이 제안되어 있다.

이와 같이 단면 용량 약 25GB의 BD 방식과 단면 용량 약 15GB의 HD DVD 방식이 공존하므로, 하나의 시스템에서 이 두 광정보저장매체 규격을 호환하는 장치가 필요하다.

두 광정보저장매체 규격을 호환하기 위해서는, 각 광정보저장매체 규격에 적합한 대물렌즈를 사용하는 방식이 있다. 하지만, 이 경우 두 매의 대물렌즈와 그에 따른 광부품을 사용해야 함으로, 광부품수가 증가되어 생산 단가가 증가되고, 대물렌즈간 광축 조정이 까다로워지는 단점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 일 매의 대물렌즈를 사용하고, 홀로그램소자를 이용하여 구면수차를 줄이는 방법이 고려될 수 있다.

일본공개특허 평08-062493에는 홀로그램렌즈를 사용하여, DVD 광원으로 CD 계열의 광디스크를 호환하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 광을 분리함에 있어서 0차회절광을 직진 투과빔으로 하나의 초점을 만들고 +1차회절광을 발산 투과빔으로 초점거리가 다른 또 다른 초점을 만들도록 되어 있다.

상기 공개특허에서, 홀로그램렌즈는 평행광 형태로 입사되는 광빔을 0차회절광 및 +1차회절광으로 회절시킨다. 0차회절광은 무발산(무수렴) 빔형태로 대물렌즈 에 입사되고, 이 입사빔은 상대적으로 두께가 얇은 광디스크에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생한다. 또한, +1차회절광은 발산하게 되어 두께가 상대적으로 두꺼운 광디스크에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생한다. 이때, DVD 기록 재생을 위한 0차회절광에 의해 형성되는 광스폿과 CD 기록 재생을 위한 +1차회절광에 의해 형성되는 광스폿은 동일 광축 상에 형성된다.

상기와 같이, 종래에는 DVD 광원으로 DVD 뿐만 아니라 CD도 기록 재생하도록, 직진 투과를 위해 0차 회절광을, 발산 투과를 위해 +1차 회절광을 사용하였다.

그런데, 홀로그램소자가 입사되는 광을 0차 및 +1차로 회절시키도록 되어 있어도, 다른 차수의 회절광의 광량이 완전히 제로가 되는 것은 아니며, 실질적으로 홀로그램소자는 입사광을 다른 차수로도 작은 광량을 회절시키게 된다.

따라서, 광디스크에서 반사된후 홀로그램렌즈로 입사하는 0차회절광은 홀로그램렌즈에 의해 다시 0차, +1차, -1차, ... 등으로 회절되며, 이들 중 0차회절광이 DVD 재생신호 검출에 이용된다. 즉, DVD 재생에는 0차/0차 회절광이 신호광으로 이용된다.

마찬가지로, 광디스크에서 반사된후 홀로그램렌즈로 입사하는 1차회절광은 홀로그램렌즈에 의해 다시 0차, +1차, -1차, ... 등으로 회절되며, 이들 중 +1차회절광이 CD 재생신호 검출에 이용된다. 즉, CD 재생에는 +1차/+1차 회절광이 신호광으로 이용된다.

이와 같이, DVD 재생을 위한 신호광은 입사광으로서 0차회절광과 광디스크에서 반사된후 홀로그램렌즈로 입사하여 발생하는 0차회절광을 이용한다. CD 재생을 위한 신호광은 입사광으로서 +1차 회절광과 광디스크 반사후 홀로그램렌즈로 입사하여 발생하는 +1차 회절광을 이용한다.

이를 BD와 HD DVD를 호환하여 재생하는데 적용하면, BD 재생에는 0차/0차 회절광이 신호광으로 이용될 수 있으며, HD DVD 재생에는 1차/1차 회절광이 신호광으로 이용될 수 있다.

그런데, 홀로그램소자에 의해서 입사광 n차 회절광/귀로광 n차 회절광을 신호광으로 이용할 경우, 입사광 (n-1)차 회절광/귀로광 (n+1)차 회절광 및 입사광 (n+1)차 회절광/귀로광 (n-1)차 회절광도 광검출기에 입사되어, 신호광에 영향을 주는 노이즈로 작용하게 된다. 여기에서, 입사광은 홀로그램소자에 의해 회절되어 광디스크로 조사되는 광을 의미하며, 귀로광은 광디스크에서 반사된 후 홀로그램소자에 다시 입사되어 회절된 후 광검출기쪽으로 진행하는 광을 의미한다.

도 1a 및 도 1b는 홀로그램소자(HOE)에서 회절된 광의 회절 차수별 광경로를 보인 것으로, 도 1a는 BD(1a) 적용시의 회절광의 광경로를 보여주며, 도 1b는 HD DVD(1b) 적용시의 회절광의 광경로를 보여준다. 도 1a 및 도 1b에서 OL은 대물렌즈이다.

도 1a에서와 같이, 광원쪽에서 콜리메이팅된 평행광이 홀로그램소자(HOE)에 입사되고, BD를 채용한 경우를 고려한다. 홀로그램소자(HOE)에서 입사되는 0차 회절광은 BD에서 반사 후 다시 0차 회절광 광로를 이용하여 홀로그램소자(HOE)에 입사되므로 홀로그램소자(HOE)의 0차회절광은 홀로그램소자(HOE) 이 후 평행광으로 나아가게 된다. 또한 홀로그램소자(HOE)에서 1차광으로 입사된 광은 BD 반사후 -1 차 광로를 이용하여 홀로그램소자(HOE)에 재입사되므로 홀로그램소자(HOE)에 -1차회절광이 입사하는 것이 되며, 이 광은 홀로그램소자(HOE) 이 후 평행광으로 나아가게 된다. 동일 현상으로 홀로그램소자(HOE)에서 -1차광으로 입사된 광은 광디스크 반사후 1차 광로를 이용하여 홀로그램소자(HOE)에 재입사되므로, 이 광은 홀로그램소자(HOE) 이 후 평행광으로 나아가게 된다.

따라서, BD 채용시, 0차/0차 회절광, -1차/1차 회절광 및 1차/-1차 회절광은 홀로그램소자(HOE) 이후 동일한 광경로를 이용하여 나아가게 되므로, BD를 재생하기 위하여 0차/0차 회절광을 신호광으로 이용할 경우, -1차/1차 회절광 및 1차/-1차 회절광은 노이즈(Noise)로 작용하게 된다.

마찬가지로, 도 1b에 보여진 바와 같이, HD DVD를 위해 1차/1차 회절광을 신호광으로 이용할 경우, 0차/2차 회절광 및 2차/0차 회절광이 노이즈로 작용하게 된다.

이는 BD에 대한 -1차/1차 회절광 및 1차/-1차 회절광과 HD DVD에 대한 0차/2차 회절광 및 2차/0차 회절광에 의해 광검출기에 형성되는 스폿 크기는 신호광이 형성하는 스폿크기와 유사한 수준으로 재생신호를 열화시키는 주요 요인이 되기 때문이다.

따라서, BD 및 HD DVD 재생신호의 품질을 증대시키기 위해서는 노이즈를 발생시키는 회절광의 효율을 감소시켜 노이즈를 감소시켜야 한다.

한편, 반복 기록 가능한 듀얼 레이어 구조의 BD(즉, BD DL RE, 이하 BD DL이라 표현함) 재생시에는 BD 표면에서 반사된 +1/-2차 회절광과 -2/+1차 회절광 또는 -2/0차 회절광과 0/-2차 회절광에 의해 노이즈가 유입된다. 즉, BD DL 재생시에는, 도 1a를 참조로 설명한 다른 차수의 회절광에 기인한 노이즈에 부가하여, BD 표면에서 반사된 광에 기인한 노이즈가 유입될 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 BD DL 재생시의 홀로그램소자(HOE)에서 회절된 광의 회절 차수별 광경로를 보인 것으로, 도 2a는 BD DL의 L1층 재생시의 회절광의 광경로를 보여주며, 도 2b는 BD DL의 L0층 재생시의 회절광의 광경로를 보여준다. 도 2a 및 도 2b에서는 L1층은 BD 표면에서부터 75μm 위치에 있으며, L0층은 L1층에서부터 25μm 위치에 있는 경우를 보여준다.

도 2a를 참조하면, BD DL 재생시, 광디스크 내에서 0차 회절광에 의한 광스폿과 +1차 회절광에 의해 생성되는 광스폿의 생성 거리가 약 150μm 떨어져 있는 경우, L1층 재생시 표면에서 반사되는 +1/-2차 회절광 및 -2/+1차 회절광에 의해 노이즈가 유입된다.

보다 자세히 설명하면, 홀로그램소자(HOE)에서 입사되는 +1차 회절광은 BD DL의 표면에서 반사되어 -2차 회절광의 광로를 이용하여 홀로그램소자(HOE)에 재입사되므로 홀로그램소자(HOE)에 -2차회절광이 입사하는 것이 되며, 이 광은 홀로그램소자(HOE) 이 후 평행광으로 나아가게 된다. 홀로그램소자(HOE)에서 입사되는 -2차 회절광은 BD DL의 표면에서 반사되어 +1차 회절광의 광로를 이용하여 홀로그램소자(HOE)에 재입사되므로 홀로그램소자(HOE)에 +1차 회절광이 입사하는 것이 되며, 이 광은 홀로그램소자(HOE) 이 후 평행광으로 나아가게 된다.

따라서, +1/-2차 회절광 및 -2/+1차 회절광은 홀로그램소자(HOE) 이후 0차/0 차 회절광과 동일한 광경로를 이용하여 나아가게 되므로, BD DL의 표면에서 반사된 +1차/-2차 회절광과 -2차/+1차 회절광은 L1층 재생시 노이즈로 유입된다.

도 2b를 참조하면, BD DL 재생시, 광디스크 내에서 0차 회절광에 의한 광스폿과 1차 회절광에 의해 생성되는 광스폿의 생성거리가 약 100μm 떨어져 있는 경우에는 L0층 재생시 표면에서 반사되는 0/-2차 회절광과 -2/0차 회절광에 의해 노이즈가 유입되어 재생 신호의 품질을 열화시킨다.

따라서, BD 및 HD DVD 재생신호의 품질을 증대시키기 위해서는 노이즈를 발생시키는 회절광의 효율을 감소시켜야 하며, 또한 BD DL 재생시 재생 신호의 품질을 증대시키기 위해서는, 표면에서 반사되는 노이즈를 감소시켜야 한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 홀로그램소자에 의해 BD에 대해서는 입사광 0차 회절광/귀로광 0차 회절광을 신호광으로 이용하고, HD DVD에 대해서는 입사광 1차 회절광/귀로광 1차 회절광을 신호광으로 이용할 때, 불필요한 회절광에 의해 발생되는 노이즈 유입을 감소시켜 정보 재생신호의 신호대 잡음비를 높일 수 있도록 하는 홀로그램소자, 이를 구비하는 호환형 광픽업 및 광정보저장매체 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 홀로그램소자는, 일주기 패턴의 단면 형상이 4단 계단 모양인 홀로그램이 형성되어 있으며, 상기 4단 계단의 제1 내지 제4단의 너비 중 적어도 어느 하나를 나머지와 다른 폭으로 형성한 것을 특징 으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제1규격의 제1광정보저장매체와 이와는 다른 두께를 가지는 제2규격의 제2광정보저장매체를 호환 채용하도록 된 호환형 광픽업에 있어서, 소정 파장의 광을 출사하는 광원과; 입사된 광을 광정보저장매체에 집광시키는 대물렌즈와; 상기 광원쪽에서 입사되는 광을 0차 및 1차로 회절시키도록 형성된 홀로그램소자를 포함하며, 상기 홀로그램소자는, 일주기 패턴의 단면 형상이 4단 계단 모양인 홀로그램이 형성되어 있으며, 상기 4단 계단의 제1 내지 제4단의 너비 중 적어도 어느 하나를 나머지와 다른 폭으로 형성한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 및 제4단의 폭은 서로 동일하며, 상기 제2 및 제3단의 폭은 서로 동일하면서 상기 제1 및 제4단의 폭과는 다르도록 형성될 수 있다.

상기 홀로그램은 그 일주기 패턴의 총 너비를 T라 하고, 상기 제1 내지 제4단의 너비를 각각 W01, W12, W23, W34라 할 때, W01=W34는 0.16T 이상 0.25T 미만이고, W12=W23=0.5T-W01인 조건을 만족하도록 형성될 수 있다.

상기 제1단과 제2단 사이의 단차를 d12, 상기 제2단과 제3단 사이의 단차를 d23, 상기 제3단과 제4단 사이의 단차를 d34라 할 때, 상기 단차 d12, d23, d34로부터 정해지는 광의 위상변화량이 Φ12=Φ23=Φ34인 조건을 만족하도록 상기 홀로그램이 형성될 수 있다.

상기 홀로그램이 형성된 제1영역을 구비하며, 상기 제1영역은 1차 회절광을 발산시키도록 형성될 수 있다.

상기 홀로그램소자는, 상기 제1영역 외측에 입사광을 0차 회절광 및 수렴하는 1차 회절광으로 회절시키는 홀로그램이 형성된 제2영역을 더 구비할 수 있다.

상기 제2영역에는 상기 제1영역에 형성된 홀로그램과 계단 형성방향이 대칭이 되는 방향으로 계단형 홀로그램이 형성될 수 있다.

상기 제2영역은 0차 회절광과 1차 회절광의 회절 효율이 유사하거나 0차 회절광의 회절 효율이 1차 회절광의 회절 효율보다 크도록 형성된 것이 바람직하다.

상기 제1영역은 0차 회절광과 1차 회절광의 회절 효율이 유사하도록 형성된 것이 바람직하다.

상기 제1광정보저장매체의 두께는 0.1mm이고, 상기 제2광정보저장매체의 두께는 0.6mm일 수 있다.

상기 제1광정보저장매체는 BD 규격을 만족하며, 상기 제2광정보저장매체는 HD DVD 규격을 만족할 수 있다.

상기 광원은 400 내지 420nm 범위내의 청색광을 출사할 수 있다.

상기 대물렌즈는 상기 제1규격의 제1광정보저장매체에 적합한 제1개구수를 가지며, 상기 홀로그램소자의 제1영역의 크기는 상기 대물렌즈와 결합되었을 때, 상기 제2규격의 제2광정보저장매체에 적합한 제2개구수를 만들도록 형성된 것이 바람직하다.

상기 제1개구수는 0.85, 상기 제2개구수는 0.65인 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제1규격의 제1광정보저장매체와 이와는 다른 두께를 가지는 제2규격의 제2광정보저장매체를 호환하여 적용하도록 된 호환형 광픽업과; 상기 광픽업을 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 광정보저장매체 시스템에 있어서, 상기 호환형 광픽업은, 상기한 특징점 중 적어도 어느 하나를 포함하는 호환형 광픽업인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홀로그램소자, 이를 구비하는 호환형 광픽업 및 광정보저장매체 시스템을 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 호환형 광픽업(10)은, 제1규격의 제1광정보저장매체(1a)와 제2규격의 제2광정보저장매체(1b)를 호환하기 위한 것으로, 소정 파장의 광을 출사하는 광원(11)과, 입사된 광을 광정보저장매체(1)에 집광시키는 대물렌즈(30)와, 광원(11)과 대물렌즈(30) 사이의 광로 상에 배치되어 입사광의 진행 경로를 변환하는 광로변환기(15)와, 광정보저장매체(1)에서 반사되고 대물렌즈(30) 및 광로변환기(15)를 경유하여 입사되는 광을 수광하는 광검출기(19)와, 상기 광원(11)쪽에서 입사되는 광을 직진 투과하는 0차 회절광 및 발산하는 1차 회절광으로 회절시키는 홀로그램소자(20)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 및 제2광정보저장매체(1a)(1b)는 서로 다른 두께를 가지며, 동일 파장의 광을 사용하는 규격을 만족한다. 이 제1광정보저장매체(1a)는 BD 규격을 만족하며, 제2광정보저장매체(1b)는 HD DVD 규격을 만족할 수 있다. 이때, 상기 제1광정보저장매체(1a)의 두께는 0.1mm이고, 제2광정보저장매체(1b)의 두께는 0.6mm일 수 있다. 이하에서는 제1규격의 제1광정보저장매체(1a)가 BD, 제2규격의 제2광정보저장매체(1b)가 HD DVD인 경우를 예로 들어 설명한다.

상기 광원(11)은 BD(1a) 및 이와는 다른 두께를 갖는 HD DVD(1b)에 공통적으로 사용되는 파장의 광을 출사하기 위한 것이다. 예를 들어, 상기 광원(11)은 대략 400 내지 420nm 범위 내, 보다 바람직하게는 대략 405nm 또는 그 근방의 청색광을 출사하도록 마련된다. 상기 광원(11)으로는 청색광을 출사하는 반도체 레이저를 구비할 수 있다.

상기 대물렌즈(30)는 입사되는 광을 광정보저장매체(1)에 포커싱한다. 상기 대물렌즈(30)는 BD(1a)에 적합하도록 마련되어 제1개구수 예컨대, 0.85의 개구수를 가진다.

BD(1a) 적용시, 후술하는 홀로그램소자(20)의 제1 및 제2영역(21)(23)을 직진 통과하는 0차 회절광은 대물렌즈(30)에 의해 두께가 얇은 BD(1a)의 정보저장층(기록층)에 포커싱된다. HD DVD(1b) 적용시, 홀로그램소자(20)의 제1영역(21)에서 회절된 1차 회절광은 대물렌즈(30)에 의해 두께가 두꺼운 제2광정보저장매체(1b)의 정보저장층(기록층)에 포커싱된다.

한편, 상기 광원(11)과 대물렌즈(30) 사이의 광로 상에는 광원(11)에서 출사된 발산광을 평행광으로 콜리메이팅하는 콜리메이팅렌즈(13)를 더 구비할 수 있다. 도 3에서는 콜리메이팅렌즈(13)가 광로변환기(15)와 홀로그램소자(20) 사이에 배치된 예를 보여준다. 또한, 광로변환기(15)와 광검출기(19) 사이의 광로 상에 광정보저장매체(1)에서 반사된 광이 적정 크기의 광스폿으로 광검출기(19)로 수광되도록 하는 검출렌즈(18)를 더 구비할 수 있다. 이 검출렌즈(18)로는 비점수차법에 의해 포커스 에러신호 검출이 가능하도록 비점수차렌즈를 구비할 수도 있다. 여기서, 상기 광로변환기(15)는 일반적인 빔스프리터로 이루어질 수 있다. 대안으로, 상기 광로변환기(15)는 편광빔스프리터와 1/4파장판으로 이루어질 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 호환형 광픽업은 3빔법이나 차동푸시풀법(DPP:Differential Push Pull)에 의해 트랙킹 서보 신호를 검출하도록, 상기 광원(11)과 광로변환기(15) 사이의 광로 상에 광원(11)쪽에서 입사되는 광을 3개의 광빔 즉, 메인 광빔, 두 개의 서브 광빔으로 분기하는 그레이팅(미도시)을 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 광검출기(19)는 메인 광빔을 수광하기 위한 메인 수광영역, 두 개의 서브 광빔을 각각 수광하기 위한 제1 및 제2서브수광영역을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다. 메인 광빔 검출을 위한 수광영역은 예를 들어, 4분할 수광영역으로 이루어질 수 있다. 서브 광빔 검출을 위한 수광영역은 2분할 수광영역으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 차동푸시풀법에 의해 트랙킹 서보 신호를 검출하는 것이 가능하며, 3빔법에 의해 트랙킹 서보 신호를 검출하는 것도 가능하다. 본 발명에 따른 호환형 광픽업이 트랙킹 서보 신호를 3빔법에 의해 검출하는 경우, 제1 및 제2서브 수광영역은 단일 수광영역으로만 이루어질 수도 있다. 3빔법이나 차동푸시풀법에 의해 트랙킹 서보 신호를 검출하도록 구비되는 그레이팅 및 광검출기(19)의 구체적인 구조에 대해서는 본 기술분야에서 잘 알려져 있으므로, 여기서는 그 도시를 생략한다.

한편, 상기 홀로그램소자(20)는 광원(11)으로부터 입사되는 광을 0차 및 1차 로 회절시켜, 0차 회절광은 BD(1a)의 기록 및/또는 재생시 사용되고, 1차회절광은 HD DVD(1b)의 기록 및/또는 재생시 사용되도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그램소자(20)를 보여준다. 도 4를 참조하면, 홀로그램소자(20)에는 BD(1a)에 대해서는 입사광 0차 회절광/귀로광 0차 회절광을 신호광으로 이용하고, HD DVD(1b)에 대해서는 입사광 1차 회절광/귀로광 1차 회절광을 신호광으로 이용할 때, 이외의 회절광에 의해 발생되는 노이즈 유입을 감소시키도록 홀로그램(22)이 형성되어 있다. 상기 홀로그램(22)은 일주기 패턴(1P)의 단면 형상이 4단 계단 모양으로 형성되어 있으며, 4단 계단의 제1 내지 제4단의 너비 중 적어도 어느 하나는 나머지와 다른 폭으로 형성된다.

본 발명에 따른 홀로그램소자(20)는 상기와 같은 4단 계단형의 홀로그램(22)이 형성된 제1영역(21)을 구비한다. 이때, 상기 제1영역(21)의 홀로그램(22)은 0차 회절광은 직진 투과시키는 동시에 1차 회절광을 발산시키도록 형성된다. 이때, 상기 제1영역(21)의 홀로그램(22)은 0차 회절광과 1차 회절광의 회절 효율이 유사하도록 형성된 것이 바람직하다. 여기서, 회절 효율이 유사하다는 것은 회절 효율이 동일한 경우를 포함하는 의미로 사용된다.

이때, 상기 제1영역(21)의 홀로그램(22)은 1차 회절광을 발산시키는 홀로그램렌즈로서 역할을 하도록 동축 상의 계단형 홀로그램 패턴으로 형성된다.

상기 대물렌즈(30)가 BD(1a)에 적합한 제1개구수 예컨대, 0.85의 개구수를 가질 때, 상기 제1영역(21)의 크기는 이 제1영역(21)이 상기 대물렌즈(30)와 결합되었을 때, 상기 HD DVD(1b)에 적합한 제2개구수 예컨대, 0.65의 개구수를 만들도 록 정해진다. 상기 제1영역(21)에 형성되는 홀로그램에 대한 보다 자세한 설명은 후술한다.

한편, 상기 홀로그램소자(20)는 제1영역(21) 외측에 입사광을 0차 회절광 및 수렴하는 1차 회절광으로 회절시키는 홀로그램(24)이 형성된 제2영역(23)을 더 구비하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제2영역(23)에 형성되는 홀로그램(24)은 1차 회절광을 수렴시키는 홀로그램렌즈로서 역할을 하도록 동축 상의 계단형 홀로그램 패턴으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2영역(23)에는 +1차 회절광이 두께가 두꺼운 HD DVD(1b)에 집광되는 것을 막기 위해 제1영역(21)에 형성된 홀로그램(22)과 계단 형성방향이 대칭이 되는 방향으로 계단형 홀로그램(24)이 형성된 것이 바람직하다. 상기 제2영역(23)의 홀로그램(24)에서 회절된 0차 회절광은 BD(1a)에 유효광으로 사용되는 반면에, 1차 회절광은 HD DVD(1b)의 정보저장면에 포커싱되지 않으므로 유효광으로 사용되지 않는다.

따라서, 상기 제2영역(23)의 크기는 상기 BD(1a)에 적합한 제1개구수 예컨대, 0.85의 개구수에 의해 정해진다. 또한, 상기 제2영역(23)의 홀로그램(24)은 0차 회절광과 1차 회절광의 회절 효율이 유사하거나 0차 회절광의 회절 효율이 1차 회절광의 회절 효율보다 크도록 형성된 것이 바람직하다. 여기서, 회절 효율이 유사하다는 것은 회절 효율이 동일한 경우를 포함하는 의미로 사용된다.

여기서, 상기 제2영역(23)에 형성되는 홀로그램(24)은 실질적으로 제1영역(21)에 형성되는 홀로그램(24)과 동일하면서 그 계단 형성 방향만 대칭이 되도록 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 홀로그램소자(20)는 지지부재(25)에 의해 대물렌즈(30)와 일정 간격을 유지하도록 고정된다.

도 3 및 도 4에서는 본 발명에 따른 홀로그램소자(20)의 제1영역(21)뿐만 아니라 제2영역(23)에도 홀로그램(22)(24)이 형성된 예를 보여주는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 홀로그램소자(20)는 제1영역(21)에만 홀로그램(22)이 형성되고, 제2영역(23)에는 홀로그램(24)이 형성되지 않은 구조로 이루어질 수도 있다.

도 5는 도 4의 본 발명에 따른 홀로그램소자(20)의 제1영역(21)에 형성되는 홀로그램 패턴의 일 실시예의 확대 단면도이다. 전술한 바와 같이, 홀로그램소자(20)의 제2영역(23)에도 이 홀로그램 패턴이 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 홀로그램소자(20)에 형성되는 홀로그램 패턴은 일주기 패턴(1P)의 단면 형상이 4단 계단으로 되어 있으며, 이 4단 계단의 제1 내지 제4단(S1)(S2)(S3)(S4) 중 적어도 어느 하나는 나머지와 다른 폭으로 형성된다.

본 발명과 비교할 수 있는 종래 기술로는 일본 공개특허 1992-212730에 개시된 홀로그램소자를 고려할 수 있다. 이 일본 공개특허에 개시된 종래의 홀로그램소자에서는 계단들의 너비는 동일하게 하면서, 계단들의 단차 높이를 달리하여, 각 계단에 대한 위상변화량이 달라지도록 함으로써, 입사광을 주로 0차 및 1차로 회절되도록 하였다.

반면에, 본원 발명의 홀로그램소자(20)는 계단의 너비를 조정함으로써 입사광이 주로 0차 및 1차로 회절되도록 하는 동시에 -1차 회절광, 2차 회절광 및 -2차 회절광의 회절 효율을 억압하여, 불필요한 회절광에 의해 발생되는 노이즈 유입을 감소시킬 수 있도록 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1 및 제4단(S1)(S4)의 폭은 서로 동일하며, 제2 및 제3단(S2)(S3)의 폭은 서로 동일하게 형성될 수 있다.

4단 계단 형태의 상기 홀로그램의 일주기 패턴(1P)의 총 너비를 T라 하고, 제1 내지 제4단(S1)(S2)(S3)(S4)의 너비를 각각 W01, W12, W23, W34라 하자. 이때, 제1 및 제4단(S1)(S2)(S3)(S4)의 폭 W01,W34는 각각 1/4T - aT로 형성되고, 제2 및 제3단의 폭 W12,W23는 각각 1/4T + aT로 형성될 수 있다. 여기서, a는 절대값이 1보다 작은 수로, 듀티(duty) 변화량으로 표현될 수 있다.

예를 들어, 본 발명에 따른 홀로그램소자(20)에 있어서 홀로그램 패턴은 제1 및 제4단(S1)(S4)의 너비(W01=W34)는 0.16T 이상 0.25T 미만이고, 제2 및 제3단(S2)(S3)의 너비(W12=W23)는 W12=W23=0.5T-W01인 조건을 만족하도록 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 홀로그램소자(20)의 4단 계단 형태에서, 제1단(S1)과 제2단(S2) 사이의 단차를 d12, 제2단(S2)과 제3단(S3) 사이의 단차를 d23, 제3단(S3)과 제4단(S4) 사이의 단차를 d34라 할 때, 이 단차 d12, d23, d34로부터 정해지는 광의 위상 변조량을 Φ12, Φ23, Φ34라 하자. 이때, 상기 4단 계단은 각 단차에 의해 정해지는 위상변조량이 서로 동일(즉, Φ12=Φ23=Φ34)하도록 형성될 수 있 다.

대안으로, 상기 4단 계단은 각 단차에 의해 정해지는 위상 변조량 중 적어도 일부가 다르도록 형성될 수 도 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 홀로그램소자(20)는 BD(1a)에 대해서는 입사광 0차 회절광/귀로광 0차 회절광을 신호광으로 이용하고, HD DVD(1b)에 대해서는 입사광 1차 회절광/귀로광 1차 회절광을 신호광으로 이용할 때, 신호광 세기에 대한 노이즈 광 세기의 비가 최소가 되도록 할 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 홀로그램소자(20)를 이용하면, 신호광 세기에 대한 노이즈광 세기의 비가 최소화되는 근거에 대해 설명한다. 이하에서는, 본 발명에 따른 홀로그램소자(20)의 4단 계단의 너비를 달리함에 의해 얻어지는 특징을 보다 명확하게 하기 위해, 4단 계단의 각 단차에 의해 정해지는 위상 변조량이 서로 동일한 경우를 예를 든다.

전술한 바와 같이, BD 및 HD DVD의 신호 특성을 향상시키기 위해서는, 신호광 세기에 대한 노이즈광 세기의 비가 최소가 되도록 하여야 한다. 또한, 신호광으로 BD는 0차 회절광, HD DVD는 1차 회절광을 이용하므로, 신호광 세기에 대한 노이즈광 세기의 비가 최소가 되어 BD 및 HD DVD의 신호 특성을 향상시키기 위해서는, 0차 회절광과 1차 회절광 모두 회절 효율이 최대가 되도록 하여야 한다. 그러나 홀로그램소자에 입사되는 광을 BD와 HD DVD용으로 나누어 이용하므로, 0차 회절광과 1차 회절광 모두를 최대로 하기 위해서는 0차 회절광과 1차 회절광의 효율이 동일한 효율을 가져야 한다. 따라서, 상기의 요건을 충족하여 BD 및 HD DVD의 신호 특 성을 향상시키기 위해서는 본 발명에 따른 홀로그램소자(20)는 다음의 수학식 2의 조건을 만족하여야 한다.

여기서,η_m( m=...-2,-1.0,1,2,...) 은 각 차수별 회절 효율을 나타낸다. 즉, η₀, η₁, η_-1, η₂, η_-2 은 각각 0차, 1차, -1차, 2차, -2차 회절 효율을 나타낸다.

일주기 패턴이 4단 계단 형상인 도 6의 일반적인 회절소자 즉, 홀로그램소자(20')를 고려하자. 홀로그램소자(20')의 매질의 굴절율은 n1, 그 주변 매질(공기층)의 굴절율은 n0이다. d1는 제4단(S4')과 제3단(S3') 사이의 단차, d2는 제4단(S4')으로부터 제2(S2')단까지의 단차, d3는 제4단(S4')으로부터 제1단(S1')까지의 단차이다. 일주기 패턴의 전체 폭이 T일 때, 제1단(S1')의 너비는 αT, 제1 및 제2단(S1')(S2')을 합한 너비는 βT, 제1 내지 제3단(S1')(S2')(S3')을 합한 너비는 γT이다. 이 경우, 각 회절 차수별 투과율(Tm) 및 그 제곱에 해당하는 각 회절 차수별 회절 효율(η_m)은 수학식 3 및 4와 같이 나타내진다.

한편, 통상적인 홀로그램소자는 홀로그램 패턴의 계단 단차에 의해 정해지는 위상변조량을 변경함에 의해 차수별 회절 효율을 변경하여 원하는 값이 되도록 한다. 이러한 홀로그램소자에 대해서는 일본 공개특허 제1992-212730호에 개시되어 있다.

도 7을 참조하면, 홀로그램소자(20')의 일주기분의 패턴의 총 너비가 T이므로, 종래의 홀로그램소자(20")에서 4단 계단의 각 너비를 동일하게 0.25T로 하고, 제1 및 제2단(S1')(S2') 사이의 단차에 의해 정해지는 위상변조량 Φ12와 제3 및 제4단(S3')(S4') 사이의 단차에 의해 정해지는 위상변조량 Φ34가 동일하면, 회절 효율은 수학식 5에서와 같이 주어진다. 홀로그램소자의 깊이만 변경하는 경우 2차 회절 효율과 -2차 회절 효율은 동일하다.

수학식 5에서, Φ₁은 제1 및 제2단(S1')(S2') 사이의 단차에 의해 정해지는 위상변조량 Φ₁₂와 제2 및 제3단(S2')(S3') 사이의 단차에 의해 정해지는 위상변조량 Φ₂₃의 합이고, Φ₂는 제3 및 제4단(S3')(S4') 사이의 단차에 의해 정해지는 위상변조량 Φ₃₄에 해당한다.

전술한 바와 같이, BD 채용시, 0차/0차 회절광을 신호광으로 이용할 경우, -1차/1차 회절광, 1차/-1차 회절광이 노이즈로 작용하게 되며, HD DVD 채용시 1차/1차 회절광을 신호광으로 이용할 경우, 0차/2차 회절광 및 2차/0차 회절광이 노이즈로 작용하므로, 신호광 세기에 대한 노이즈광 세기의 비는 수학식 2 및 5로부터 다음의 수학식 6과 같이 구해진다.

수학식 6에서,

,

는 각각 신호광 세기에 대한 -1차/1차 회절광(노이즈광 세기), 2차/0차 회절광(노이즈광 세기)의 비율이다.

상기 수학식 6에 의해 Φ₂의 조건을 도출할 수 있다. 도 8은 Φ₂ 변화에 따른

,

및

변화량을 나타낸 것이다. 여기서,

는 반복 기록 가능한 듀얼 레이어 구조의 BD 재생시 BD 표면에서 반사된 +1차/-2차 회절광 이나 -2차/0차 회절광의 신호광 세기에 대한 비율이다.

도 8을 참조하면,

와

는 Φ₂= 54.05°일 때 모두 최소가 될 수 있으며, 그 값은 약 0.1이다. 따라서, η₀= η₁인 조건에서는

와

은 0.1 이하로 더 감소시킬 수 없다.

도 9는 Φ₂=54.05°일 때, Φ₁에 따른 0차, 1차, -1차, 2차, -2차 회절광의 효율 변화를 보여준다. 도 9로부터 -1차 및 2차(-2차)의 회절 효율이 최소인 Φ₁은 대략 92.26°이다. Φ₂=54.05°를 수학식 5에 대입하여 Φ₁=92.26°일 때의 η_{0 =} η₁ 의 효율을 구하면 약 38%이고, η_-1=η₊₂=η_-2는 약 4%이다. 따라서, 일본 공개특허 1992-212730에 개시된 종래의 홀로그램소자 기술을 이용하면,

,

및

을 모두 약 0.1 이하로 낮추는 것은 불가능하다.

상기와 같이, 일본 공개특허 1992-212730에 개시된 종래의 홀로그램소자(20')와 같이, 제1 내지 제4단(S1')(S2')(S3')(S4')의 너비 W01, W12, W23, W34가 서로 동일하고, 각 단차의 높이를 다르게 할 때,

,

및

가 최소가 되는 Φ12, Φ23, Φ34는 상기 수학식 6으로부터 구할 수 있으며, 그 값은 Φ12:Φ23:Φ34=54.05:38.21:54.05이다. η_{0 =} η₁인 조건에서

,

및

가 최소가 되는 비율은 약 10%이다.

이러한 종래의 홀로그램소자(20')와는 다르게, 본 발명에 따른 홀로그램소자(20)에서는,

,

및

의 비를 감소시키기 위해 홀로그램 단면 형상의 각 계단의 너비를 변경하였다.

본 발명은 예컨대, 각 계단의 높이는 동일하게 하면서 각 계단의 너비를 다르게 하여,

,

및

을 최소화되게 하는 홀로그램소자(20)를 제시한다.

본 발명에 따른 홀로그램소자(20)에서의

,

및

의 비는 전술한 수학식 3 및 수학식 4으로부터 수치적으로 계산하여 도출할 수 있다.

구체적인 실시예로서, 각 계단의 너비 변화시, W01과 W34의 너비는 동일하게 하고, 또한 W12 및 W23의 너비는 동일하게 한 상태에서, W01 및 W34에서 -a라는 변화량을, W12 및 W23 너비에는 +a의 변화량을 주었다. 여기서 a는 듀티(duty) 변화량이다.

도 10은 η_{0 =} η₁인 조건에서 듀티 변화량에 따른 -1차 회절광, -2차 회절광 및 2차 회절광의 효율을 보여주며, 도 11은 η_{0 =} η₁인 조건에서 듀티 변화량에 따른

, 및

비를 나타낸 것이다. 도 10 및 도 11은 전체 너비 T는 고정시킨 상태에서 듀티 변화량에 대해 얻어진 것이다.

도 11을 살펴보면, 듀티 변화량 a가 0.03T일 때, 신호광 세기에 대한 노이즈광 세기 즉,

,

및

의 비가 모두 최소가 될 수 있다. 듀티 변화량 a가 0.03T일 때,

및

의 비는 약 10%로 도 8에 보여진 종래 기술의 경우와 거의 동일하고,

의 비는 약 4.2%로 종래의 기술보다 약 2.4배정도 감소시킬 수 있다.

표 1은 본 발명에 따른 홀로그램소자(20), 종래 기술의 홀로그램소자(20") 및 일반적인 회절소자(20') 이용시 회절효율 및

,

및

의 비를 정리하여 보여준다.

표 1을 살펴보면, HD DVD 신호광 노이즈비를 나타내는

의 비는 본 발명의 경우 11%, 종래 기술의 경우에는 10.5%로 거의 차이가 없었다. 하지만, BD 신호광 노이즈비를 나타내는

및

비는, 본 발명의 경우 11% 및 4.2%로 그 합이 15.2%인 반면에, 종래 기술의 경우에는 10.5% 및 10.5%로 그 합이 21%이었다.

표 1에 정리된 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서와 같이, 4단 계단형의 홀로그램소자에서 각 단의 너비를 조정함에 의해 BD 신호광 노이즈비가 각 계단의 높이 조건을 변경시키는 종래 기술에 비해 크게 개선될 수 있음을 알 수 있다.

도 12는 표 1의 결과를 얻는데 사용된 본 발명에 따른 홀로그램소자(20)의 홀로그램 패턴의 일 예를 보여준다. 도 12에서는, 듀티 변화량 a를 0.3T로 하고, 각 계단 높이를 0.28π의 위상차이가 생기도록 형성한 홀로그램소자(20)의 예를 보여준다.

도 12에서와 같은 홀로그램소자(20)를 이용하면, 두께가 얇은 제1규격의 제1정보저장매체 즉, BD(1a)에 신호광으로 사용되는 입사 0차 회절광/귀로 0차 회절광의 이용 효율을 높이고, 두께가 두꺼운 제2규격의 제2정보저장매체 즉, HD DVD(1b)에 신호광으로 사용되는 입사 1차 회절광/귀로 1차 회절광의 이용효율을 높이고, 불필요한 회절광 예컨대, -1차 회절광, -2차 회절광 및 2차 회절광의 이용효율을 억압시켜 정보신호의 신호대 잡음비를 높일 수 있다.

이상에서는 본 발명에 따른 홀로그램소자(20)가 4단 계단의 각 단차가 서로 동일하면서, 제1 및 제4단이 동일한 0.22T의 너비를 가지며, 제2 및 제3단이 동일한 0.28T의 너비를 가지는 경우의 노이즈광 저감 효과를 살펴보았는데, 이는 본 발명의 구체적인 일 실시예를 살펴본 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범위내에서 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 홀로그램소자(20)는 위상형 홀로그램 렌즈를 구성하는 것으로, 이를 대물렌즈(30)와 결합하면, 하나의 광원으로 두께를 달리하는 복수의 광정보저장매체 예컨대, BD 및 HD DVD의 기록 재생이 가능하게 된다.

도 13을 참조하면, 광정보저장매체 시스템은 광정보저장매체(1)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(312)와, 상기 광정보저장매체(1)의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되어 광정보저장매체(1)에 기록된 정보를 재생 및/또는 정보를 기록하는 전술한 본 발명에 따른 호환형 광픽업(10)과, 스핀들 모터(312)와 광픽업(10)을 구동하기 위한 구동부(307)와, 광픽업(300)의 포커스, 트랙킹 및/또는 틸트 서보를 제어하기 위한 제어부(309)를 포함한다. 여기서, 참조번호 352는 턴테이블, 353은 광정보저장매체(1)를 척킹하기 위한 클램프를 나타낸다.

광정보저장매체(1)로부터 반사된 광은 호환형 광픽업(10)에 마련된 광검출기(19)를 통해 검출되고 광전변환되어 전기적 신호로 바뀌고, 이 전기적 신호는 구동부(307)를 통해 제어부(309)에 입력된다. 상기 구동부(307)는 스핀들 모터(312)의 회전 속도를 제어하며, 입력된 신호를 증폭시키고, 호환형 광픽업(10)을 구동한다. 상기 제어부(309)는 구동부(307)로부터 입력된 신호를 바탕으로 조절된 포커스 서보, 트랙킹 서보 및/또는 틸트 서보 명령을 다시 구동부(307)로 보내, 호환형 광픽업(10)의 포커싱, 트랙킹 및/또는 틸트 동작이 구현되도록 한다.

본 발명에 따른 호환형 광픽업(10)을 채용한 광정보저장매체 시스템은, BD 및 HD DVD를 호환 채용할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 홀로그램소자에 의하면, BD에 대해서는 입사광 0차 회절광/귀로광 0차 회절광을 신호광으로 이용하고, HD DVD에 대해서는 입사광 1차 회절광/귀로광 1차 회절광을 신호광으로 이용할 때, 이외의 불필요한 회절광에 의해 발생되는 노이즈 유입을 감소시킬 수 있다.

따라서, 이러한 홀로그램소자를 적용하면, BD 및 HD DVD 신호 특성이 향상된 호환형 광픽업 및 광정보저장매체 시스템을 실현할 수 있다.

Claims

일주기 패턴의 단면 형상이 4단 계단 모양인 홀로그램이 형성되어 있으며,

상기 4단 계단의 제1 내지 제4단의 너비 중 적어도 어느 하나를 나머지와 다른 폭으로 형성한 것을 특징으로 하는 홀로그램소자.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제4단의 폭은 서로 동일하며, 상기 제2 및 제3단의 폭은 서로 동일하면서 상기 제1 및 제4단의 폭과는 다르도록 형성된 것을 특징으로 하는 홀로그램소자.
제1항에 있어서, 상기 홀로그램은 그 일주기 패턴의 총 너비를 T라 하고, 상기 제1 내지 제4단의 너비를 각각 W01, W12, W23, W34라 할 때, W01=W34는 0.16T 이상 0.25T 미만이고, W12=W23=0.5T-W01인 조건을 만족하도록 형성된 것을 특징으로 하는 홀로그램소자.
제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1단과 제2단 사이의 단차를 d12, 상기 제2단과 제3단 사이의 단차를 d23, 상기 제3단과 제4단 사이의 단차를 d34라 할 때, 상기 단차 d12, d23, d34로부터 정해지는 광의 위상변화량이 Φ12=Φ23=Φ34인 조건을 만족하도록 상기 홀로그램이 형성된 것을 특징으로 하는 홀로그램소자.
제1항에 있어서, 상기 홀로그램이 형성된 제1영역을 구비하며,

상기 제1영역 외측에 상기 홀로그램과 계단 형성방향이 대칭이 되는 방향으로 계단형 홀로그램이 형성된 제2영역을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 홀로그램소자.
제1규격의 제1광정보저장매체와 이와는 다른 두께를 가지는 제2규격의 제2광정보저장매체를 호환 채용하도록 된 호환형 광픽업에 있어서,

소정 파장의 광을 출사하는 광원과;

입사된 광을 광정보저장매체에 집광시키는 대물렌즈와;

상기 광원쪽에서 입사되는 광을 0차 및 1차로 회절시키도록 형성된 홀로그램소자를 포함하며,

상기 홀로그램소자는,

일주기 패턴의 단면 형상이 4단 계단 모양인 홀로그램이 형성되어 있으며,

상기 4단 계단의 제1 내지 제4단의 너비 중 적어도 어느 하나를 나머지와 다른 폭으로 형성한 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제6항에 있어서, 상기 제1 및 제4단의 폭은 서로 동일하며, 상기 제2 및 제3단의 폭은 서로 동일하면서 상기 제1 및 제4단의 폭과는 다르도록 형성된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제6항에 있어서, 상기 홀로그램은 그 일주기 패턴의 총 너비를 T라 하고, 상기 제1 내지 제4단의 너비를 각각 W01, W12, W23, W34라 할 때, W01=W34는 0.16T 이상 0.25T 미만이고, W12=W23=0.5T-W01인 조건을 만족하도록 형성된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제8항에 있어서, 상기 제1단과 제2단 사이의 단차를 d12, 상기 제2단과 제3단 사이의 단차를 d23, 상기 제3단과 제4단 사이의 단차를 d34라 할 때, 상기 단차 d12, d23, d34로부터 정해지는 광의 위상변화량이 Φ12=Φ23=Φ34인 조건을 만족하도록 상기 홀로그램이 형성된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제6항에 있어서, 상기 제1단과 제2단 사이의 단차를 d12, 상기 제2단과 제3단 사이의 단차를 d23, 상기 제3단과 제4단 사이의 단차를 d34라 할 때, 상기 단차 d12, d23, d34로부터 정해지는 광의 위상변화량이 Φ12=Φ23=Φ34인 조건을 만족하도록 상기 홀로그램이 형성된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제6항에 있어서, 상기 홀로그램이 형성된 제1영역을 구비하며,

상기 제1영역은 1차 회절광을 발산시키도록 형성된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제11항에 있어서, 상기 홀로그램소자는, 상기 제1영역 외측에 입사광을 0차 회절광 및 수렴하는 1차 회절광으로 회절시키는 홀로그램이 형성된 제2영역을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제12항에 있어서, 상기 제2영역에는 상기 제1영역에 형성된 홀로그램과 계단 형성방향이 대칭이 되는 방향으로 계단형 홀로그램이 형성된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제12항에 있어서, 상기 제2영역은 0차 회절광과 1차 회절광의 회절 효율이 유사하거나 0차 회절광의 회절 효율이 1차 회절광의 회절 효율보다 크도록 형성된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제6항에 있어서, 상기 제1영역은 0차 회절광과 1차 회절광의 회절 효율이 유사하도록 형성된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제6항에 있어서, 상기 제1광정보저장매체의 두께는 0.1mm이고, 상기 제2광정보저장매체의 두께는 0.6mm인 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제6항에 있어서, 상기 제1광정보저장매체는 BD 규격을 만족하며, 상기 제2광정보저장매체는 HD DVD 규격을 만족하는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제17항에 있어서, 상기 광원은 400 내지 420nm 범위내의 청색광을 출사하는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제11항에 있어서, 상기 대물렌즈는 상기 제1규격의 제1광정보저장매체에 적합한 제1개구수를 가지며,

상기 홀로그램소자의 제1영역은 그 최외각 지름이 상기 대물렌즈와 결합되었을 때, 상기 제2규격의 제2광정보저장매체에 적합한 제2개구수를 만들도록 형성된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제19항에 있어서, 상기 제1개구수는 0.85, 상기 제2개구수는 0.65인 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업.
제1규격의 제1광정보저장매체와 이와는 다른 두께를 가지는 제2규격의 제2광정보저장매체를 호환하여 적용하도록 된 호환형 광픽업과; 상기 광픽업을 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 광정보저장매체 시스템에 있어서,

상기 호환형 광픽업은, 청구항 6항 내지 20항 중 어느 한 항에 기재된 호환형 광픽업인 것을 특징으로 하는 광정보저장매체 시스템.